微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺深度处理煤化工废水

采用微气泡臭氧催化氧化-生化耦合工艺对煤化工废水生化出水进行深度处理,考察耦合系统处理性能及不同臭氧投加量和进水COD量比值的影响.结果表明,微气泡臭氧催化氧化处理能够有效降解废水中难降解含氮芳香族污染物,去除部分COD并释放氨氮,显著提高废水可生化性,臭氧利用率接近100%,无需进行臭氧尾气处理;同时为生化处理提供充足溶解氧(DO),实现生化处理对COD和氨氮的进一步有效去除,生化处理无需曝气.在系统出水回流比为30%、臭氧投加量和进水COD量之比为0.44 mg·mg~(-1)的运行条件下,耦合系统处理性能较好.微气泡臭氧催化氧化处理对COD去除率为42.5%,臭氧消耗量与COD去除量比值为1.38 mg·mg~(-1),臭氧利用率为98.0%;生化处理对COD去除率为42.3%;耦合系统整体COD去除率为66.7%,最终平均出水COD浓度为91.5 mg·L~(-1),估算整体臭氧消耗量与COD去除量比值为0.68 mg·mg~(-1),具有较优的技术经济性能.     

MnO2/Al2O3催化剂-微气泡臭氧体系催化降解喹啉及其机理

制备了纳米MnO₂,并以Al₂O₃为载体制备了掺杂型MnO₂/Al₂O₃颗粒催化剂.催化剂焙烧温度和时间分别为500℃和4 h、MnO₂质量分数为8%时,催化剂具有最高的臭氧催化氧化活性.SEM分析表明,纳米MnO₂均匀分布于Al₂O₃载体表面.MnO₂/Al₂O₃催化剂的比表面积（BET）为183.22 m²·g^-1,平均孔容为0.27 cm³·g^-1,平均孔径为4.87 nm.建立了MnO₂/Al₂O₃催化剂-微气泡臭氧催化反应体系,研究了该体系对喹啉的降解去除效果及其机理.臭氧微气泡的平均粒径为61.7 μm.微气泡臭氧投量为30 mg·L^-1时,反应60 min后喹啉去除率能达到95%以上;反应20 min后,MnO₂/Al₂O₃催化剂-微气泡臭氧体系对实际煤化工废水二级出水的TOC去除率可达到55%以上.以叔丁醇作为分子探针,证明了羟基自由基（·OH）氧化作用在臭氧微气泡催化氧化体系中对喹啉的降解起到主导作用.     

微气泡曝气生物膜反应器同步硝化反硝化研究

同步硝化反硝化(SND)是废水处理中的新型生物脱氮工艺,和传统生物脱氮工艺相比具有显著的应用优势.本研究采用微气泡曝气固定床生物膜反应器,研究了SND过程中污染物去除效果并检测了生物膜功能菌群的变化情况.结果表明,在微气泡曝气固定床生物膜反应器内可以实现同步硝化反硝化,通过提高进水COD负荷和C∶N比,降低溶解氧(DO)浓度,同时增加填料床层孔隙率,可以改善SND效果.当进水COD负荷和总氮(TN)负荷为0.86 kg·(m3·d)-1和0.10 kg·(m3·d)-1,且填料床层孔隙率为81%时,COD和TN的去除率分别为97.6%和70.2%,实现了COD和TN的同步高效去除;同时,微气泡曝气对氧传质的强化作用使得氧利用率高达91.8%.此外,生物膜活性和硝化及反硝化功能菌群的变化,与反应器COD、氨氮和TN去除能力的变化基本一致.     

微气泡曝气O3／H2O2处理RO浓水的效能及影响因素

采用O3／H2O2高级氧化工艺处理炼油厂反渗透（RO）浓水，用溶气泵加压溶气并产生微气泡强化传质，确定装置运行条件，考察气体中臭氧浓度、O3／H2O2初始摩尔比、pH和温度对O3／H2O2处理RO浓水效果的影响，并对RO浓水处理效能进行研究。结果表明，随着气体中臭氧浓度的增加，COD的去除率基本呈线性增加；加入适当量H，0，能提高臭氧氧化RO浓水的效果，O3／H2O2初始摩尔比在0～0．8范围内，COD的去除率先增加后下降，O3／H2O2初始摩尔比为O．5时COD去除率最大；pH从6．84增加到9．01，COD去除率逐渐增大，pH为10．03时COD去除率反而降低；在14～28℃范围内，温度低时，升高温度COD去除率增加较大，温度较高时，升高温度对COD去除率的影响较小。为考察该工艺的稳定性，在H：0：／0，初始摩尔比为O．5、溶液pH为8～9、臭氧浓度为80～100mg／L、温度为10-28℃条件下，对COD为90～140mg／L的RO浓水氧化处理4～10h，出水COD维持在39．9～49．9mg／L，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918—2002）》中的一级A标准；去除1gCOD消耗031．4～3．3g，消耗0，与H，02的总氧量为2．2～4．4g。     

工业废水水质对微气泡臭氧化深度处理影响

采用微气泡臭氧化深度处理实际制药废水和制革废水,比较处理性能并分析废水水质对处理性能的影响.结果表明,微气泡臭氧化可有效氧化降解实际制药废水和制革废水中主要有机污染物并去除COD,其深度处理COD去除量与臭氧消耗量之比分别为0.77和1.02,同时明显提高可生化性并降低生物毒性.废水中有机污染物类型影响微气泡臭氧化处理性能,制药废水中存在较多难降解复杂芳香族有机污染物,臭氧化降解难度较大,因而微气泡臭氧化深度处理制药废水性能不及制革废水.废水中无机阴离子不利于臭氧气液传质和分解以及·OH产生,进而影响微气泡臭氧化反应效率以及可生化性改善,降低阴离子浓度有助于提高微气泡臭氧化处理性能.     

微气泡曝气 O3/ H2O2处理 RO 浓水的效能及影响因素简

采用O₃/H₂O₂高级氧化工艺处理炼油厂反渗透（RO）浓水，用溶气泵加压溶气并产生微气泡强化传质，确定装置运行条件，考察气体中臭氧浓度、H₂O₂/O₃初始摩尔比、pH和温度对O₃/H₂O₂处理RO浓水效果的影响，并对RO浓水处理效能进行研究。结果表明，随着气体中臭氧浓度的增加，COD的去除率基本呈线性增加；加入适当量H₂O₂能提高臭氧氧化RO浓水的效果，H₂O₂/O₃初始摩尔比在0~0.8范围内，COD的去除率先增加后下降，H₂O₂/O₃初始摩尔比为0.5时COD去除率最大；pH从6.84增加到9.01，COD去除率逐渐增大，pH为10.03时COD去除率反而降低；在14~28℃范围内，温度低时，升高温度COD去除率增加较大，温度较高时，升高温度对COD去除率的影响较小。为考察该工艺的稳定性，在H₂O₂/O₃初始摩尔比为0.5、溶液pH为8~9、臭氧浓度为80~100 mg/L、温度为10~28℃条件下，对COD为90~140 mg/L的RO浓水氧化处理4~10 h，出水COD维持在39.9~49.9 mg/L，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）》中的一级A标准；去除1 g COD消耗O₃ 1.4~3.3 g，消耗O₃与H₂O₂的总氧量为2.2~4.4 g。     

微气泡臭氧化预处理实际制药废水去除SS和有机物性能

采用臭氧微气泡预处理实际制药废水,并与氮气微气泡、臭氧普通气泡和氮气普通气泡处理过程比较,考察悬浮固体（SS）和有机物去除过程和性能.结果表明,臭氧微气泡存在强吸附-气浮-氧化作用,显著增强SS去除能力,60 min时SS去除率可达到81.67%,同时SS粒径减小,SS表面负电荷转变为正电荷.微气泡臭氧化具有强·OH氧化作用,显著增强有机物降解去除能力,60 min时溶解性COD （SCOD）去除率可达到36.60%,且SS去除可加速SCOD去除,UV₂₅₄去除率可达到36.91%,同时可生化性改善和生物毒性消除作用明显.三维荧光和GC-MS分析表明,微气泡臭氧化可有效氧化破坏废水中复杂结构大分子有机物,显著降低废水中有机物芳香性.微气泡臭氧化可为高浓度难降解实际制药废水提供高效可行的预处理手段.     

微气泡曝气中氧传质特性研究

气泡曝气过程中氧传质对于好氧生物处理过程具有重要意义。采用水力旋转剪切微气泡发生装置,考察了运行条件和水质特性对微气泡曝气中氧传质特性的影响。结果表明,微气泡曝气可获得较高的气含率和气泡停留时间;表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)可以提高微气泡曝气的气含率和气泡停留时间。微气泡曝气中氧的总体积传质系数明显高于传统气泡曝气。总体积传质系数随着空气流量的增加而增加;氧传质效率随着空气流量的增加而减小,且对空气流量的变化更为敏感。在温度15~35℃范围内,微气泡曝气中氧的总体积传质系数随着温度的增加而增加,变化关系与传统气泡曝气基本相同,但对温度的变化更为敏感。微气泡曝气中,表面活性剂SDS会使氧的总体积传质系数略有降低,其不利影响明显小于传统气泡曝气;氧的总体积传质系数随盐度(NaC l浓度)增加而逐渐增加,并在NaC l浓度5 000 mg/L后趋于稳定。     

磁场强化臭氧降解罗丹明B的试验研究

为了研究磁场强化臭氧氧化降解污染物的效果,以罗丹明B为处理对象,采用臭氧微气泡附加磁场法处理罗丹明B模拟废水,同时分析罗丹明B模拟废水的初始质量浓度、pH值、臭氧进气量及盐效应对降解效果的影响.结果表明,相同试验条件下,添加磁场后废水脱色率提高了28.2％,CODCr去除率提高了10％.当罗丹明B溶液的初始质量浓度为30 mg/L、pH值为2、水温(28±2)℃、臭氧通气量Q为0.5L/min、臭氧进口质量浓度ρin为14.8 mg/L时,经过70 min处理后,废水的脱色率达到了94.3％,CODCr去除率达到了43.2％,另外加入一定量的无机盐如Na2SO4可以提高降解效率.对氧化过程中的UV-Vis光谱图进行分析,发现罗丹明B的脱色主要是由于臭氧破坏了苯氨基、羰基键和芳环结构等,形成了无色化合物.研究表明,采用磁场强化臭氧降解有机污染物是一种有效的方法.     

基于微气泡曝气的生物膜反应器处理废水研究

微气泡曝气有助于强化氧传质过程,在废水好氧生物处理中具有潜在的应用优势;生物膜反应器是应用微气泡曝气的可行工艺形式.本研究在生物膜反应器中采用SPG膜微气泡曝气处理模拟生活废水,探讨反应器连续运行过程中,SPG膜空气通透性、溶解氧变化、污染物去除效果及氧利用情况.结果表明,基于SPG膜微气泡曝气的生物膜反应器能够实现长期连续稳定运行,是微气泡曝气与废水好氧生物处理结合的可行方式.SPG膜表面性质及膜孔径影响其空气通透性,疏水性膜的空气通透性优于亲水性膜;膜孔径越大,空气通透性越好.一定的SPG膜空气通量下,反应器内的溶解氧浓度主要受有机负荷影响.SPG膜微气泡曝气生物膜反应器较优的COD处理负荷(以SPG膜面积计算)为6.88 kg·(m2.d)-1.氨氮的去除主要受溶解氧浓度及生物膜内氧扩散传质的影响,在高有机负荷下生物膜内出现同步硝化反硝化.微气泡曝气的氧利用率显著高于传统曝气方式,在优化的运行条件下,氧利用率可以接近100%.